Katalizator protiv enzima
Kada se jedan ili više reaktanata pretvara u produkte, mogu proći kroz različite modifikacije i energetske promjene. Kemijske veze u reaktantima se kidaju i stvaraju se nove veze koje stvaraju proizvode koji su potpuno različiti od reaktanata. Ova vrsta kemijske modifikacije poznata je kao kemijske reakcije. Molekula se mora aktivirati prije nego što može proći reakciju. Molekule obično nemaju puno energije sa sobom, samo su povremeno neke molekule u energetskom stanju da bi mogle proći kroz reakcije. Tamo gdje postoje dva reaktanta, da bi se reakcija dogodila, reaktanti se moraju sudarati jedan s drugim u pravilnoj orijentaciji. Iako se reaktanti samo susreću jedni s drugima, većina susreta ne dovodi do reakcije. Ova opažanja dala su ideju o energetskoj barijeri za reakcije.
Što je Catalyst?
Katalizator snižava energetsku barijeru za reakciju, čime se reakcija odvija brže u oba smjera. Katalizatori se mogu definirati kao vrste koje povećavaju brzinu reakcije, ali ostaju nepromijenjene nakon reakcije. Iako katalizator može promijeniti svoj oblik tijekom reakcije, vraća se u izvorni oblik kada reakcija završi. Iako katalizator povećava brzinu reakcije, on ne utječe na položaj ravnoteže. U nekataliziranoj reakciji, aktivacijska energetska barijera je visoka u usporedbi s kataliziranom reakcijom. Aktivacija reakcije može biti veća ako prijelazno stanje ima vrlo nevjerojatnu konformaciju. Katalizatori mogu smanjiti tu energiju vezanjem molekule reaktanta u međustanje koje nalikuje prijelaznom stanju. U ovom slučaju, vezanje smanjuje energiju koja katalizira reakciju. Štoviše, katalizator može vezati dvije molekule koje reagiraju i usmjeriti ih kako bi im se povećala mogućnost reakcije. Stoga katalizator povećava brzinu snižavanjem entropije djelovanja u reakciji. Kataliza se može kategorizirati kao heterogena kataliza i homogena kataliza. Ako su katalizator i reaktanti u dvije faze, tada se kaže da je heterogena kataliza (npr.: čvrsta kataliza s tekućim reaktantima). A ako su u istoj fazi (kruto, tekuće ili plinovito), radi se o homogenoj katalizi. Katalizatori se uvelike koriste u kemijskim laboratorijima i industriji kako bi se povećala učinkovitost reakcija. Većina d blok metala poput Pt, Pd, Cu uobičajeni su zbog svoje katalitičke aktivnosti.
Što je enzim?
Enzimi su bitne biološke makromolekule. Oni su proteinske molekule, ponekad vezane s drugim metalima, koenzimima ili prostetičkim skupinama. Enzimi su biološki katalizatori, koji povećavaju brzinu bioloških reakcija u vrlo blagim uvjetima. Enzimi obično trebaju vrlo specifične uvjete za funkcioniranje. Na primjer, funkcioniraju pri optimalnim temperaturama, pH uvjetima itd. Enzimi su proteini, pa kada su podvrgnuti visokoj razini topline, koncentraciji soli, mehaničkim silama, organskim otapalima i koncentriranim otopinama kiselina ili baza, teže denaturizaciji. Dva svojstva koja očito čine enzim moćnim katalizatorom su:
– Njihova specifičnost vezanja supstrata.
– Optimalan raspored katalitičkih skupina u aktivnom mjestu enzima
Koja je razlika između katalizatora i enzima?
• Enzimi su biološki katalizatori, a poznato je da su vrlo učinkoviti. Oni uzrokuju povećanje stope, koja je u redovima veličina veća od one kod najboljih kemijskih katalizatora.
• Katalizatori mogu biti organski ili anorganski, a enzimi su organski katalizatori.
• Enzimi su specifični za supstrate. Ali drugi katalizatori nisu takvi.
• Samo mali dio enzima, poznat kao aktivno mjesto, sudjeluje u katalitičkom procesu, što ih razlikuje od ostalih katalizatora.
